KR100618250B1 - 도금장치 및 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의제조방법 - Google Patents
도금장치 및 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프 도금장치는 필름 캐리어 테이프의 배선 패턴을 도금하기 위한 도금조를 구비하고, 상기 도금장치는 상기 도금조에 충전되는 도금액의 액면에 대응해서 위치 설정이 가능한 기포부착방지수단을 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법은 상기의 도금장치를 사용해서 도금하는 공정을 가지는 것으로서, 이 도금 공정은 도금조에 충전된 도금액에 이 필름 캐리어 테이프의 일부를 침지해서, 이 침지된 부분에 형성된 배선 패턴을, 도금액에서 발생하는 기포를 도금액의 액면에 배치한 기포부착방지수단에 흡착시키면서 선택적으로 도금하는 것을 특징으로 하고 있다. 이로 인해, 전기도금시 발생한 기포가 도금액면에서 배선 패턴의 근방에서 부유하거나, 또는 그 배선 패턴에 부착하는 것을 저감시킬 수 있기 때문에, 도금액면에서의 도금층 형성에 영향이 거의 없어 소망하는 면적 및 막 두께가 되도록 도금층을 형성할 수 있다.
필름 캐리어 테이프, 기포, 도금, 주석, 비스무트
Description
도 1은 본 발명에 따른 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 도금장치의 일부 절개 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 도금장치의 일부 절개 상면 사시도이다.
<주요 부호에 대한 간단한 설명>
10..전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프
11..절연 필름 13..배선 패턴 15..단자
15a..내부접속단자 15b..외부접속단자 17..솔더레지스트층
20..스프로켓홀 22.전류공급배선 40..도금장치
41..도금액 42..도금조 45,46..길이방향의 벽면
55..양극 55a..주석 금속 전극 55b..불용성 양극
50..슬릿상 도입구 51..슬릿상 도출구 43..측벽(상류측)
44..측벽(하류측) 48..상벽 53..도금 전력공급수단
57..기포부착방지수단 58..아암부 59..지지부
60..세정장치 61..세정노즐 62..리시버
본 발명은 피도금부재를 부분적으로 도금액에 침지해서 이 침지된 피도금부재를 부분적으로 도금하기 위한 장치(액면제어가 가능한 도금장치), 및 이 도금장치를 이용한 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법에 관한 것이다.
전자부품을 장치에 조립할 때에 가요성 절연 필름의 표면에 다수의 배선 패턴이 형성된 필름 캐리어 테이프가 사용되고 있다. 이와 같은 전자부품을 실장하기 위한 필름 캐리어 테이프로는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프, CSP(Chip Size Package) 테이프, COF(Chip On Film) 테이프, BGA(Ball Grid Array) 테이프, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 테이프, 2 메탈(양면) 테이프, 다층배선 테이프 등이 있다. 이러한 필름 캐리어 테이프는 전자부품에 형성된 단자와 접합하기 위한 내부접속단자(inner lead)와, 이 내부접속단자와 연통하며 필름 캐리어 테이프와 외부 장치를 연통시키는 외부접속단자(outer lead)를 가지고 있다.
이와 같은 구성을 가지는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프에는 외부단자의 표면에 주석과 납의 합금인 납땜 도금층을 형성할 필요가 있는 것이 있다. 그런데, 납땜은 중금속인 납을 함유하고 있기 때문에, 최근에는 국제적인 납 제거 추세 에 따라 주석-비스무트 합금으로 점차 대체 되고 있다. 이와 같은 납땜 도금 혹은 주석-비스무트 합금 도금은 통상적으로, 필름 캐리어의 외부접속단자에 실시되고, 이러한 외부접속단자는 길이방향 필름 캐리어 테이프의 폭방향 가장자리 근방에 형성되어 있다. 이와 같은 테이프의 폭방향 가장자리 근방에 형성된 외부접속단자에 선택적으로 도금을 실시하기 위해서는, 필름 캐리어 테이프 일측의 폭방향의 일방 가장자리 근방이 도금액에 침지되도록 필름 캐리어 테이프를 도금액면에 대해 수직하게 세워서 이동시키고, 이 침지된 부분에 형성된 배선 패턴(외부접속단자)을 선택적으로 도금 처리하는 방법이 채용되고 있다. 이와 같은 선택적 도금방법은, 일반적으로 "액면제어에 의한 도금법"이라고 불린다. 상기와 같이 해서 액면제어에 따른 도금법을 1회 실시함으로써 테이프 폭방향의 일측 단부에 있는 외부접속단자에, 예컨대 주석-비스무트 합금 도금층을 형성할 수 있으며, 나아가 필름 캐리어 테이프의 방향을 반대로 해서 다시 액면제어에 의한 도금을 실시함으로써, 반대편에도 동일한 도금층을 형성할 수 있다. 따라서, 필름 캐리어 폭방향의 양단부에 있는 외부접속단자에 주석-비스무트 합금 도금층을 형성할 수 있다. 한편, 이러한 액면제어 도금법을 채용함으로써, 필름 캐리어 테이프 폭방향의 중심부분에 있는 내부접속단자에는 상기와 같은 주석-비스무트 합금 도금층이 형성되지 않는다.
이와 같은 액면제어 도금법에 의해 형성되는 주석-비스무트 합금 도금층은 통상적으로 전기도금법에 의해 형성된다. 구체적으로, 이 전기 도금법은 주석-비스무트 합금 도금액이 채워진 도금조 내에서, 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 소망하는 부분을 도금액에 침지하고, 이 필름 캐리어 테이프의 배선 패턴(전류공급 단자)을 음극으로, 백금 등의 불용성 전극을 양극으로 해서 전류를 인가함으로써 실시된다.
그러나, 전기도금시 전극간에 전압이 인가되면, 도금액에 다양한 전기화학반응이 발생하여 양극, 음극으로부터 가스가 발생한다. 예를 들면, 양극, 음극에 있어서의 반응은 이하와 같다.
양극 : 2OH- -> 1/2O2 + H20 + 2e-
음극 : Sn2+ + 2e- -> Sn
Bi3+ + 3e- -> Bi
(여기서, 전류밀도가 큰 경우, 음극에서는 H+ + e- -> 1/2H2가 되는 반응도 일어난다.)
또한, 도금액에는 피도금체와의 친화성을 향상시키기 위해 계면활성제 등이 배합되어 있는 것이 많은데, 상기와 같이 해서 발생된 가스는 도금액의 액면에 기포를 형성하고, 특히 계면활성제가 존재하는 경우에는 기포 소멸이 어려워 비교적 장시간 도금액면에 부유해서 존재한다.
그런데, 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프를 제조할 때에는, 릴에 감긴 필름 캐리어 테이프를 풀어서, 예컨대 도금조 내를 이동시키면서 소망하는 금속을 석출시키는 것이 일반적이며, 따라서, 도금조 내에서 필름 캐리어 테이프가 이동함에 따라, 테이프의 이동방향으로 도금액에 대류가 형성된다. 이와 같이 도금액의 대류에 편승하여 상기와 같이 해서 형성된 기포도 이동하며, 그 일부는 이동하는 필름 캐리어 테이프의 표면에 부착하는 경우가 있다.
상술한 바와 같은 액면제어에 의한 도금법을 채용하는 경우, 피도금체인 외부접속단자의 단자폭은 수십 ㎛로, 기포 부착으로 인해 도금액의 액면에 약간의 변동이 발생하더라도 도금 불량의 원인이 되는 경우가 있다.
본 발명은 전기도금시 격렬하게 발생된 가스의 기포가 배선 패턴의 근방에서 부유하거나, 또는 그 배선 패턴에 부착할 가능성이 저감된 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명은 전기도금시 도금액에서 기포가 격렬히 발생하고 있는 경우라도, 형성되는 도금층이 영향을 받기 어려운 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프 도금장치는 필름 캐리어 테이프의 배선 패턴을 도금하기 위한 도금조를 구비하고, 상기 도금장치는 상기 도금조에 충전되는 도금액의 액면에 대응해서 위치 설정이 가능한 기포부착방지수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법은 상기의 도금장치를 사용해서 도금하는 공정을 가지는 것으로서, 이 도금 공정은 도금조에 충전된 도금액에 이 필름 캐리어 테이프의 일부를 침지해서, 이 침지된 부분에 형 성된 배선 패턴을, 도금액에서 발생하는 기포를 도금액의 액면에 배치한 기포부착방지수단에 흡착시키면서 선택적으로 도금하는 것을 특징으로 하고 있다.
주석-비스무트 합금 등으로 이루어진 도금층은 통상적으로 전기도금법에 의해 형성되는데, 전기도금의 경우에 전류값을 높게 설정함으로써, 단시간에 도금 공정을 종료할 수 있다. 그러나, 이 경우 불용성 전극을 이용하기 때문에 양극 측에는 산소가스가 발생한다.
상기와 같은 기포가 생성하더라도, 필름 캐리어 테이프는 상당한 속도로 이동하고 있으며, 결과적으로 기포는 필름 캐리어 표면에 부착해서 필름 캐리어 테이프를 따라 이동한다. 한편, 필름 캐리어 테이프가 장치내를 이동함으로써, 양극 혹은 음극에서 발생한 기포가 이 필름 캐리어의 이동에 의해 형성되는 도금액의 대류에 휩쓸려서 필름 캐리어에 접근하고, 또한 일부는 필름 캐리어 테이프와 접촉하는 도금액면에 있어서의 필름 캐리어 테이프에 부착하는 경우가 있으며, 이와 같은 기포에 의한 액면의 변동에 의해 형성되는 도금층의 균일성이 저하할 우려가 있다. 따라서, 이와 같이 해서 발생한 기포가 필름 캐리어 테이프에 부착하지 않도록 본 발명의 도금장치에는 필름 캐리어 테이프에 기포가 부착하는 것을 방지하기 위한 기포부착방지수단이 마련되어 있다.
본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치에 의하면, 전기도금시 도금액에서 발생한 기포가 배선 패턴의 근방에서 부유하거나, 또는 이 배선 패턴에 부착하는 것을 저감할 수 있다.
상기 기포부착방지수단은 도금조로 도입되는 필름 캐리어 테이프의 이동방향 을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치 및 이 도금장치를 이용한 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법에 관해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 도금장치를 이용해서 제조되는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프(이하, 필름 캐리어 테이프라 함)의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 필름 캐리어 테이프(10)는 절연 필름(11)과, 절연 필름(11)의 표면에 형성된 배선 패턴(13), 및 각 배선 패턴(13) 상에 접속단자(15)가 노출되도록 형성된 솔더레지스터층(17)으로 형성되어 있다.
절연 필름(11)은 에칭시에 접촉하는 산 등의 약품에 침입되지 않는 내약품성을 가진다. 또한, 절연 필름(11)은 본딩시 가열에 의해서도 그 특성이 변하지 않도록 내열성을 가지고 있다. 이 절연 필름을 형성하는 소재의 예로서는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드 및 액정 폴리머(liquid crystal polymers) 등을 들 수 있다. 특히, 본 발명에서는 폴리이미드로 이루어진 절연 필름을 이용하는 것이 바람직하다.
절연 필름(11)으로서 사용가능한 폴리이미드에는 일반적으로, 피로메리트산 2 무수물(pyromellitic acid dianhydride)과 방향족 디아민(aromatic diamine)으로 합성되는 전방향족 폴리이미드, 및 디페닐테트라카르본산 2 무수물(biphenyltetracarboxylic acid dianhydride)과 방향족 디아민으로 합성되는 비페닐 골격(biphenyl skeleton)을 가지는 전방향족 폴리이미드가 있는데, 본 발명에서는 이 중 어떠한 폴리이미드도 사용가능하다. 이와 같은 폴리이미드는 다른 수지와 비교해서, 탁월한 내열성을 가짐과 동시에 내약품성도 우수하다.
본 발명에 있어서, 절연 필름(11)으로서 적합하게 사용되는 폴리이미디 필름의 평균 두께는 통상적으로 5 ~ 150㎛, 바람직하게는 5 ~ 125㎛, 더욱 바람직하게는 5 ~ 100㎛의 범위 내이다. 이와 같은 평균 두께의 폴리이미드 필름을 사용함으로써, 폴리이미드 필름을 통해 가열하더라도 단자(15)에 필요한 전기적 접속을 형성할 수 있다.
이 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프(10)를 제조할 때에는, 상기와 같은 절연 필름(11)에 필요에 따라 스프로켓홀(20), 납땜볼 삽입용의 관통공, 디바이스홀, 위치결정홀, 전자부품에 형성된 전극과 단자(leads)를 전기적으로 접속시키기 위한 슬릿 등, 형성하려고 하는 필름 캐리어 테이프의 종류에 따라 필요한 투공(透孔)을 형성할 수 있다.
이와 같은 절연 필름(11)의 폭은 특히 한정되는 것은 아니지만, 형성되는 단자(15)의 일부에 선택적으로 주석-비스무트 합금 도금을 실시하는 경우에는 절연 필름(11)의 폭방향으로 1개의 필름 캐리어 테이프를 형성할 필요가 있으며, 이와 같은 경우에 절연 필름(폴리이미드 필름)(11)은 형성되는 필름 캐리어 테이프의 폭에 대응해서 35mm 혹은 70mm 폭의 가지는 것이 바람직하다.
절연 필름(11)의 표면에는 소망하는 배선 패턴(13)이 형성되어 있다. 이 배선 패턴(13)은 본 발명의 도금장치에서 단자(15)의 일부에 전기도금에 의해 주석- 비스무트 합금 도금층을 형성하기 때문에, 주석-비스무트 합금 도금을 하려고 하는 배선 패턴(13)에 전류를 공급하기 위한 전류공급배선(bus conductor wiring)(22)과 접속하고 있다.
이 전류공급배선(22)은 절연 필름(11)의 양 가장자리에 형성되어 있는 스프로켓홀(20)의 내측에 스프로켓홀(20)을 따라 절연 필름(11)의 길이방향으로 연속해서 형성되어 있다.
이 배선 패턴(13)에는 도 1에 도시한 바와 같이, 내외부접속단자 부분(15)을 제외한 모든 표면에 솔더레지스트층(17)이 형성되어 있다.
이 솔더레지스터층(17)은 전자부품에 형성된 전극과 접속하는 내부접속단자(15a) 및 이 필름 캐리어 테이프를 외부 장치와 접속시키는 외부접속단자(15b)의 사이에 형성되는 배선 패턴(13)을 보호하도록 형성되어 있다. 이때, 전류공급배선(22)에는 솔더레지스트층(17)이 형성되지 않는다. 또한, 솔더레지스트층(17)로부터 노출된 배선 패턴(13)의 표면에는 주석 도금층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프(10)의 솔더레지스트층(17)로부터 노출된 주석 도금층이 형성된 배선 패턴(13)의 표면에 주석-비스무트 합금 도금층을 형성한다.
도 2는 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프 도금장치의 일례를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시한 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프 도금장치를 일부 절개한 측면도이며, 도 4는 도 2에 도시한 본 발명의 전자 부품 실장용 필름 캐리어 테이프 도금장치의 일부를 절개한 상면 사시도이다.
도 2, 3에 도시한 바와 같이, 이 도금장치(40)는 도금액(41)이 충전되는 도금조(42)와, 이 도금조(42)로 상술한 필름 캐리어 테이프(10)를 연속적으로 도입하는 슬릿상 도입구(50)와, 이 도금조에 도입된 필름 캐리어 테이프(10)를 도출하는 슬릿상 도출구(51)을 구비한다.
도금조(42)는 대략 장방형 단면 형상을 가지는 박스형으로 형성되어 있으며, 피도금체인 필름 캐리어 테이프(10)의 이동방향으로 길게 형성되어 있다.
이 도금조(42)의 필름 캐리어 테이프(10) 이동방향의 상류측 측벽(43)에는 도금조(42)에 필름 캐리어 테이프(10)를 연속적으로 도입하는 슬릿상 도입구(50)가 형성되어 있다.
또한, 이 도금조(42)의 필름 캐리어 테이프(10) 이동방향의 하류측 측벽(44)에는 상술한 바와 같이 도금조(42)로 도입된 필름 캐리어 테이프(10)를 도출하는 슬릿상 도출구(51)가 형성되어 있다.
또한, 필름 캐리어 테이프(10)를 도금조(42)로 도입하는 슬릿상 도입구(50)의 상류부에는 이 필름 캐리어 테이프 도금용 전류공급배선(22)에 도금용 전류를 공급하는 도금 전력공급수단(53)이 형성되어 있다. 이와 같은 도금 전력공급수단(53)은 도금조 내로 도입되는 필름 캐리어 테이프의 전류공급배선(22)과 항상 접촉하는 것이 바람직하며, 통상적으로는 도전성 금속으로 형성되어 있는 롤러가 사용된다. 이와 같은 롤러 즉, 도금 전력공급수단(53)은 전기도금에 전력을 공급하는 것인데, 도금 전력공급수단(53)이 필름 캐리어 테이프를 반송하는 기존의 반송수단을 겸하고 있어도 된다.
도금조(42)의 필름 캐리어 테이프(10)의 이동방향과 대략 평행하게 형성된 도금조(42)의 벽면(45 및 46)(길이방향의 벽면)의 내벽면에는 음극이 되는 필름 캐리어 테이프(10)와 일정 거리를 이격해서 양극(55)이 배치되어 있다.
여기서, 양극(55)은 전극으로서 작용하는 것은 물론, 도금액 중에 소비되는 주석을 보충해서 도금액 중의 주석 농도를 일정하게 유지하는 작용도 하며, 여기서 양극으로서 작용하는 주석 전극으로는 비교적 순도가 높은 주석 금속이 사용되며, 통상적으로 이러한 주석 전극의 주석 함유량은 99.5 ~ 99.9%의 범위 내이다.
그런데, 본 발명에 사용되는 도금액 중에는 비스무트가 용존하고 있으며, 이와 같은 도금액 중 함유되는 비스무트는 산성 분위기하에서는 주석 금속의 표면에 있는 주석 원자와 용이하게 치환하는 성질을 가지고 있다.
따라서, 상기와 같이 양극으로서 주석 전극만을 사용하면, 양극 표면의 주석 금속이 비스무트와 치환해서 주석-비스무트 합금 도금액의 조성이 불안정해지는 경우가 있다. 주석-비스무트 합금 도금액 중의 주석은 이 주석 금속 양극으로부터 용출하는 주석에 의해 조달되기 때문에, 양극(55)은 주석 금속 전극(55a)과 도금액(41)으로 용출되지 않는 전극(불용성 양극)(55b)을 병용하는 것이 바람직하다.
이 불용성 양극(55b)은 주석 금속 전극(55a) 및 불용성 양극(55b)의 합계 면적에 있어서, 70 ~ 100%(면적비율)의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
상기 주석 금속 전극(55a) 및 불용성 양극(55b)은 도금조(42)의 길이방향에 각각 독립해서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 양극(55)과 도금 전력공급수단(53)의 사이에는 전압을 인가할 수 있도록 되어 있으며, 도금 전력공급수단(53)은 필름 캐리어 테이프(10)에 형성된 도금용 전류공급배선(22)과 전기적으로 접속하고 있기 때문에, 필름 캐리어 테이프(10)에 형성된 배선 패턴을 음극으로 하고, 주석 금속 전극(55a) 및 불용성 양극(55b)을 양극으로 해서 전기도금을 실시할 수 있다. 따라서, 도금액과 접촉하고 있는 배선 패턴에 주석-비스무트 합금 도금층을 형성할 수 있다.
한편, 이와 같은 양극(55)과 필름 캐리어 테이프(음극)(10)의 사이에는, 이들과 접속하지 않으면서 필름 캐리어 테이프와 대치하도록 일정한 거리를 이격해서 기포부착방지수단(57)이 배치되어 있다.
이 기포부착방지수단(57)은 도금액 표면에 부유하는 기포를 포집하고, 이것을 소멸시킨다.
즉, 상술한 바와 같이 전기도금 시에는 양극 혹은 음극으로부터 수소가스 혹은 산소가스가 발생하는 경우가 있으며, 이들 가스에 의해 형성되는 기포는 필름 캐리어 테이프의 이동방향을 따라 이동하는 도금액의 흐름을 따라 이동하며, 액면제어된 도금액에 변동을 발생시킨다. 특히, 이와 같은 기포가 필름 캐리어 테이프에 부착하면, 형성되는 도금층이 분균일하게 되기 쉽다.
본 발명에 있어서, 존재하는 기포가 필름 캐리어 테이프에 부착하는 것을 방지하고, 또한 발생한 기포를 모아서 소멸시키기 위해서 기포부착방지수단(57)을 도금액 중에 배치한다. 이 기포부착방지수단(57)은 양극(55) 및 필름 캐리어 테이프( 음극)(10)의 사이에, 양극(55) 및 필름 캐리어 테이프(10)의 어디에도 접촉하지 않는 위치에 배치된다. 일정거리를 이격해서 배치됨으로써, 도금액면에 부유하는 기포를 기포부착방지수단(57)의 가장자리에서 소멸 또는 이 가장자리에 부착시키는 것이 가능하다. 이 기포부착방지수단(57)은, 통상적으로 필름 캐리어 테이프(10)로부터 5 ~ 50mm, 바람직하게는 10 ~ 40mm 이격해서, 필름 캐리어 테이프(10)에 대해 대략 평행하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, 도금액면에 부유하는 기포를 효과적으로 포집하고, 소멸시킬 수 있다.
이로 인해, 필름 캐리어 테이프(10)의 배선 패턴 근방에서 부유하거나, 이 배선 패턴의 표면에 부착하는 기포를 큰폭으로 저감할 수 있다.
따라서, 기포부착방지수단(57)을 이용함으로써, 도금액면 부근의 배선 패턴 표면에서 도금이 충분히 이루어지고, 배선 패턴 표면의 소망하는 영역에 도금층을 형성할 수 있다.
이 기포부착방지수단(57)은 도금액의 흐름 중에 배치되며, 또한 일부가 도금액에 침지되고, 일부가 도금액으로부터 노출되도록 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치된 기포부착방지수단(57)의 표면에는 표면장력에 의해 기포가 부착하고, 나아가 부착된 기포가 다른 기포와 서로 끌어당김으로써, 도금액 중의 기포가 선택적으로 이 기포부착방지수단(57)에 흡착되고, 기포의 결합에 의해 소멸된다. 한편, 필름 캐리어 테이프는 도금액 내를 이동하고 있기 때문에, 기포들이 필름 캐리어 테이프(10)에 붙기 어렵다. 또한, 기포부착방지수단(57)을 필름 캐리어 테이프(10)와 대략 평행이 되도록 배치하기 때문에, 기포가 일단 기포부착방지수단(57) 의 표면에 부착되면 이탈하지 않으며, 또한 제어된 도금액면에 미치는 영향이 최소가 되어 액면제어가 용이하게 된다.
또한, 기포부착방지수단(57)이 벽면(45)(또는 벽면(46))쪽에 복수개 설치되어 있는 경우, 이들은 상호간에 도금조(42)의 길이방향에 대해 대략 직선이 되도록 배치될 필요 없이, 적당히 각각의 위치를 조정할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 있어서는, 기포부착방지수단(57)이 불용성 양극(55b)과 필름 캐리어 테이프(10)의 사이에 설치되어 있는 예를 나타냈지만, 주석 금속 전극(55a)과 필름 캐리어 테이프(10)의 사이에 설치되어 있어도 된다. 또한, 1개의 기포부착방지수단(57)이 주석 금속 전극(55a)과 필름 캐리어 테이프(10)의 사이, 나아가 불용성 양극(55b)과 필름 캐리어 테이프(10)의 사이에 연속해서 설치되어 있어도 된다. 또한, 기포부착방지수단(57)은 벽면(45 및 46)쪽에 각각 1개 이상 설치되어 있을 수 있으며, 그 폭도 한정되지 않는다.
기포부착방지수단(57)은 기포를 수집 가능하고, 또한 기포에 대한 소멸 혹은 제거 효과를 얻을 수 있는 것이라면 그 소재는 특히 한정되지 않으며, 수지, 세라믹 등으로 형성될 수 있다. 또한, 그 형상도 특히 한정되지 않으며, 사각기둥 형상, 원주형상, 삼각기둥 형상 등일 수도 있으며, 이들은 원통상, 망목상 등일 수도 있다. 또한, 이들의 표면은 다공질일 수도 있다.
이와 같은 기포부착방지수단(57)은 도 4에 도시한 바와 같이, 벽면(45, 46)의 상단부에 설치된 아암부(58)로부터 아랫방향(도금액 방향)으로 설치된 지지부(59)에 지지되어 있다.
아암부(58)는 도금조(42)의 길이방향 벽면(45, 46)의 상단부에 도금액(41)의 액면에 대해 대략 평행이 되도록 설치되어 있다. 또한, 지지부(59)는 아암부(58)로부터 아랫방향(도금액 방향)으로 설치되고, 기포부착방지수단(57)은 이 지지부(59)에 상하 운동가능하게 지지되어 있다. 상하 운동가능하므로, 도금액면에 맞춰서 알맞게 소망하는 위치로 조정할 수 있다. 이 기포부착방지수단(57)은 적어도 도금액(41)의 액면에 접촉되어 있으면 되고, 또한 도금액(41)에 일부가 침지되어 있어도 된다.
또한, 아암부(58)는 측벽(43, 44)의 상단부에 형성되어 있어도 되며, 지지부(59)는 도금조(42)의 상벽면(48)에 직접 설치되어 있어도 된다.
이 아암부(58)는 그 길이방향으로 길이 조절가능하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 지지부(59)는 아암부(58)의 길이방향으로 슬라이드가능하게 형성되어 있는 것도 바람직하다. 이와 같이 아암부(58) 및/또는 지지부(59)를 형성함으로써, 기포부착방지수단(57)과 필름 캐리어 테이프(10) 사이의 이격거리를 용이하게 조정할 수 있으며, 기포의 발생 상황이나 제조 조건에 따라서 기포부착방지수단(57)의 위치를 알맞게 조정하는 것이 가능하게 된다.
이 도금장치(40)에는 도금액의 양을 일정하게 유지하기 위한 오버플로우수단(미도시)이 형성되어 있으며, 이 오버플로우수단의 높이를 조정함으로써, 도금장치의 도금액면 높이를 조절할 수 있다.
상기와 같은 도금장치(40)를 이용해서, 필름 캐리어 테이프(10)의 외부접속단자(15b)의 표면에 주석-비스무트 합금 도금층을 형성한다.
이와 같이 부분적으로 주석-비스무트 합금 도금층을 형성하기 위해서는, 필름 캐리어 테이프(10)의 폭방향 가장자리로부터 소정 영역에 있는 외부접속단자(15b)가 주석-비스무트 합금 도금층에 침지하도록, 슬릿상 도입구(50)를 통해 필름 캐리어 테이프(10)를 세운 상태에서 도금조(42)에 연속적으로 도입한다. 그리고, 도금액에 침지된 부분만을 선택적으로 부분 도금한다. 이와 같은 도금방법을 액면제어에 의한 부분 도금이라고 한다.
즉, 액면제어에 의한 부분 도금은 우선, 주석-비스무트 합금 도금층을 형성하고자 하는 외부접속단자(15b)가 있는 쪽의 필름 캐리어 테이프(10)의 단부를 아래로 해서 필름 캐리어 테이프(10)를 세우고, 도 1에 C로 표기된 범위를 도금액 중에 침지하고 전류공급배선(22)으로부터 전류를 공급함으로써 도금액에 침지된 부분에 있는 외부접속단자(15b)를 도금한다.
본 발명의 도금장치에는 도 2에 도시한 바와 같이, 필름 캐리어 테이프(10)가 도금조(42)의 슬릿상 도출구(51)로부터 도출된 후, 세정장치(60)에 도달하기 전에, 이 필름 캐리어 테이프(10)를 세정할 수 있도록, 세정노즐(61)이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 세정노즐(61)을 설치하고, 물의 공급량 및 수압을 설정함으로써, 배선 패턴, 특히 접속단자의 변형을 방지하면서 효율적으로 필름 캐리어 테이프(10)의 표면에 부착된 도금액을 세정 제거할 수 있다.
이 세정노즐(61)은 적어도 필름 캐리어 테이프(10)의 배선 패턴에 부착되어 있는 도금액을 세정할 수 있도록 배치되면 되는데, 슬릿상 도출구(51)로부터 도출되는 필름 캐리어 테이프(10)의 세워진 상태에 따라 배선 패턴이 형성된 면이 바뀐 다는 점, 필름 캐리어 테이프(10) 상에 형성된 스프로켓홀, 디바이스홀 등의 투공을 통해 뒷면으로부터 도금액의 유입이 이루어질 수 있다는 점으로부터, 필름 캐리어 테이프(10)의 양면을 세정할 수 있도록 적어도 2개의 세정노즐을 배치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 세정노즐(61)은 도금조(42)의 슬릿상 도출구(51)로부터 도출되는 필름 캐리어 테이프(10)를 도출로부터 6초 이내, 바람직하게는 5초 이내에 세정할 수 있는 위치에 배치된다. 또한, 이 세정노즐(61)은 노즐로부터 분출되는 물의 방향이 필름 캐리어 테이프(10)의 이동방향을 따르도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 필름 캐리어 테이프(10)에 대해 물의 분사위치 및 물의 분사각도를 적절히 설정할 수 있도록, 각 세정노즐(61)은 그 선단에 벨로우즈 플랙시블 관을 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도금장치(40)에는 상기 세정노즐(61)로부터 필름 캐리어 테이프(10)에 분사된 물이 주위로 비산하지 않도록 필름 캐리어 테이프(10)의 양표면에 대략 평행하게 리시버(62)를 배치하는 것이 바람직하다.
이 리시버(62)는, 세정노즐(61)로부터 필름 캐리어 테이프(10)의 이동방향을 따라 세정수가 분사되는 점으로부터, 통상적으로는 적어도 세정노즐(61)의 설치위치로부터 필름 캐리어 테이프(10)의 이동방향 하류측에 배치되어 있으면 된다. 또한, 본 발명에서는 이 리시버(62), 도금조(42) 및 세정장치(60)가 일렬로 연속하여 배치하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 필름 캐리어 테이프(10)는 도금조로부터 도출되고 나서 6 초 이내, 바람직하게는 5초 이내에 세정됨으로써, 도금액(주석-비스무트 합금 도금액)을 필름 캐리어 테이프(10)로부터 짧은 시간에 거의 완전하게 제거하기 때문에, 접합단자(외부접속단자) 등에 형성된 주석-비스무트 합금 도금층의 표면에 있는 주석 금속이, 부착된 도금액 중의 비스무트에 의해 치환되지 않는다.
따라서, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 주석-비스무트 합금 도금층은 두께 방향에 있어서 비스무트 농도가 실질적으로 균일하다. 따라서, 필름 캐리어 테이프에 형성되는 합금 도금층에 있어서, 주석-비스무트 합금의 조성이 일정하게 되고, 이로 인해 주석-비스무트 합금의 융점에 차이가 발생하지 않아 항상 안정된 본딩 특성을 가지게 된다.
이와 같이 해서 형성되는 주석-비스무트 합금 도금층의 두께는, 통상적으로 3.5 ~ 8.5㎛, 바람직하게는 5 ~ 7㎛의 범위 내이다.
또한, 이와 같은 주석-비스무트 합금 도금에 있어서, 주석에 대한 비스무트의 비는 13중량% ~ 19중량%, 바람직하게는 14중량% ~ 18중량%의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같은 주석과 비스무트의 비율을 설정함으로써, 주석-비스무트 합금의 융점이 210 ~ 216℃의 범위 내가 되고, 나아가 이들 범위 내에 있어서의 융점 폭이 좁기 때문에, 일정한 온도로 확실히 본딩을 실시할 수 있게 된다.
상기와 같이 해서 표면에 부착된 도금액이 세정 제거된 필름 캐리어 테이프(10)는 통상적인 방법에 따라 세정(린스)장치(60) 내로 도입되고, 이 세정장치(60) 내에서 더욱 세정된다.
상술한 액면제어에 의한 부분 도금으로 필름 캐리어 테이프(10)의 일방 가장 자리쪽에 형성된 외부접속단자(15b)에 주석-비스무트 합금 도금층을 형성한 후, 이 절연 필름(11)의 타방 가장자리에 형성된 외부접속단자(15b)에도 주석-비스무트 합금 도금층을 형성한다. 이렇게 반대측에 도금을 하기 위해서는, 세정장치(60)에 의해 세정된 필름 캐리어 테이프의 주석-비스무트 합금 도금층을 새로 형성하려고 하는 절연 필름의 가장자리가 하방으로 위치하도록 필름 캐리어 테이프를 역전해서 세우고, 도 1에 도시된 D의 범위에 있는 외부접속단자(15b)를 도금액(41)에 침지시켜서 마찬가지로 주석-비스무트 합금 도금층을 실시한다. 도금 후, 상기와 마찬가지로 도금액을 세정 제거한다.
이와 같이 형성된 필름 캐리어에 있어서, 절연 필름(11)의 폭방향 양 가장자리에 있는 스프로켓홀에 인접해서 형성된 외부접속단자(15b)의 표면에는 주석-비스무트 합금 도금층이 형성되어 있으며, 필름 캐리어 테이프의 중심부분에 형성된 내부접속단자(15a)의 표면에는 주석 도금층이 형성되어 있다.
또한, 외부접속단자(15b)의 표면에 형성되어 있는 주석-비스무트 합금 도금층의 두께 방향으로 비스무트 함유율을 측정하면, 이 주석-비스무트 합금 도금층의 표면에 있어서의 비스무트 함유율과, 이 층의 심부에 있어서의 비스무트 함유율이 실질적으로 동일하다. 즉, 비스무트의 분포가 도금층에 있어서 실질적으로 균일하다는 것이다. 따라서, 이 주석-비스무트 합금 도금층은 표면으로부터 심부에 이르기까지 융점의 현저한 변동이 발생하지 않는다.
상기의 설명에서는 도금장치에 관해 주석-비스무트 합금 도금액을 충전한 태양을 예로서 설명했지만, 이 도금장치에 충전되는 도금액은 이것에 한정되지 않는 다. 본 발명에 있어서, 도금장치에 충전되는 도금액은 니켈 도금액, 금 도금액, 팔라듐 도금액, 주석 도금액, 주석납 도금액 등 통상적으로 사용되고 있는 전해·무전해 도금액의 어떠한 도금액이어도 된다.
본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프를 제조방법에 사용되는 주석-비스무트 합금 도금액으로서는 통상의 것을 이용할 수 있으며, 예를 들어 황산 산성 수용액 중에 주석 농도가 50 ~ 60g/리터(금속환산), 비스무트 농도가 20 ~ 30g/리터(금속환산)의 범위 내에 있는 도금액을 사용할 수 있다. 또한, 이 주석-비스무트 합금 도금액 중에는 계면활성제, 메탄올 등의 저급 알코올 등이 배합되어 있어도 된다. 또한, 이 주석-비스무트 합금 도금의 전류, 액 온도 등의 도금조건은 적절히 선택하면 된다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치 및 이 도금장치를 이용한 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법에 관해서 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
평균 두께 50㎛, 폭 48mm, 길이 120m의 폴리이미드 필름(우베흥산(宇部興産)(주) 제조, 상품명 : UPILEX-S)의 폭방향 양 가장자리 근방에 다수의 스프로켓홀을 천공 형성했다.
이어서, 폴리이미드 필름에 평균 두께 25㎛의 전해동박을 점착하고, 전해동박의 표면에 감광성 수지를 도포하고, 노광 현상함으로써 현상된 감광성 수지로 이 루어진 패턴을 형성했다.
이와 같이 해서 형성된 패턴을 마스킹재로 하여 전해동박을 에칭함으로써, 동으로 이루어진 배선 패턴을 형성했다. 여기서, 마스킹재로서 현상된 감광성 수지는 알카리 세정함으로써 제거했다.
이어서, 배선 패턴은 내외부접속단자에 해당하는 영역을 제외한 전 표면에 솔더레지스트 도포액으로 코팅되었다. 이 코팅된 도포액은 건조되어 솔더레지스트층으로 된다.
상기와 같이 해서 솔더레지스터층을 형성한 테이프를 릴로부터 주석 도금조로 송출하고, 필름 캐리어의 단자부분에 통상적인 방법에 따라 무전해 도금법에 의해 평균 두께 0.43㎛의 주석 도금층을 형성했다. 이렇게 주석 도금층이 형성되어 주석 도금조로부터 도출된 필름 캐리어 테이프를, 세정하고, 다시 건조한 후, 상기와 마찬가지로 엠보스 스페이서 테이프를 개재해서 릴에 권취했다.
상기와 같이 해서 엠보스 스페이서 테이프와 함께 필름 캐리어 테이프를 감는 릴을 권출릴로 하고, 이 권출릴로부터 필름 캐리어 테이프를 도 4에 도시한 도금장치의 슬릿상 도입구를 통해 도금조 내에 도입했다. 이 슬릿상 도입구는 도금액면에 대해 수직으로 필름 캐리어 테이프를 도입할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 이 도금조 내에는 불용성 양극과 대략 동일한 폭의 기포부착방지수단이, 도입된 필름 캐리어 테이프와 20mm 이격되어 설치되어 있으며, 이 기포부착방지수단은 도금액면에 5mm 침지되어 있다. 이 기포부착방지수단은 직경 7mm의 염화비닐 봉재`로 형성되어 있으며, 이 염화비닐 봉재의 상반부가 도금액으로부터 노출되고, 하반부 가 도금액 중에 침지되도록, 일측 단부가 도금조의 상단 영역에 고정된 지지체에 의해 위치 결정되어서 고정되어 있다. 또한, 이 도금조 내에는 도금액의 깊이를 조정하는 오버플로우수단이 설치되어 있어서, 도금액의 양을 도 1에 도시한 필름 캐리어 테이프가 세워져 도입된 경우에, 하단부(도면에서는 상단)로부터 파선(C)까지 침지하는 깊이가 되도록 조정되어 있다.
또한, 이 도금조에는 순도 99.9%의 주석으로 이루어진 주석 전극과, 도금액에 불용성 전극으로서 티탄 전극이 배치되어 있으며, 도금액에 침지되어 있는 부분의 양극 전면적(100%)에 대해 주석 전극의 면적비율은 20%이며, 티탄 전극의 면적비율은 80%이다.
또한, 여기서 사용되고 있는 주석-비스무트 합금 도금액의 기본조성은 다음과 같다.
주석 농도(금속환산)........................55g/리터
비스무트 농도(금속환산)....................36g/리터
도금조의 슬릿상 도입구로부터 도입되는 필름 캐리어 테이프와 상기 양극의 사이에 전압을 인가하기 위해서 슬릿상 도입구의 외측에 마련된 도금 전력공급수단으로부터 필름 캐리어 테이프에 형성되어 있는 전류공급배선에 도금용 전류을 공급하고, 도금액에 침지되어 있는 외부접속단자의 표면에 평균 두께 6㎛의 주석-비스무트 합금 도금층을 형성했다. 전기도금시에 양극 표면으로부터 산소 가스 발생이 확인되었고 이들 가스는 도금액면에서 기포가 되었지만, 기포부착방지수단의 표면에 부착해서 순차적으로 소멸되었다. 이와 같이 발생된 기포는 기포부착방지수단에 부착해서 소멸되었기 때문에, 이동하는 필름 캐리어 테이프에 부착하는 기포는 거의 없었다.
상기와 같이 액면제어에 의해 주석-비스무트 합금 도금층을 형성한 후, 슬릿상 도출구로부터 도출된 필름 캐리어 테이프를 2개의 세정노즐로부터 물로 세정하고, 이어서 세정장치로 도입해서 세정, 건조를 실시한 후, 이 필름 캐리어 테이프를 엠보스 스페이서 테이프와 함께 릴에 권취했다.
이와 같이 해서 도금 영역의 제어가 엄밀하게 이루어져 형성된 단자부분의 주석-비스무트 합금 도금층은 기포 발생에 따른 도금 면적 및 도금막 두께에의 영향이 감소하며, 도금 불량은 종래의 1/3 이하로 되었다.
본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치에 의하면, 전기도금시 발생한 기포가 도금액면에서 배선 패턴의 근방에서 부유하거나, 또는 그 배선 패턴에 부착하는 것을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법에 의하면, 전기도금시 도금액면에 기포가 발생하는 경우에 있어서도, 이 도금액면에서의 도금층 형성에 영향이 거의 없기 때문에, 소망하는 면적 및 막 두께가 되도록 도금층을 형성할 수 있다.
Claims (15)
- 필름 캐리어의 테이프의 배선 패턴을 도금 하기 위해 도금조를 구비하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치에 있어서,상기 도금장치는 상기 도금조에 충전되는 도금액의 액면에 대응해서 위치 설정이 가능한 기포부착방지수단을 가지고,상기 기포부착방지수단은 일부가 도금액에 침지되고, 일부가 도금액으로부터 노출되도록 설치 위치의 조정이 가능하게 된 플라스틱부재인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 제 1항에 있어서,상기 기포부착방지수단은 상기 도금액의 액면에 접하면서, 이 도금액에 일부가 침지된 상기 필름 캐리어 테이프의 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 제 1항에 있어서,상기 도금조는 필름 캐리어 테이프를 연속적으로 도입하는 슬릿상 도입구와, 상기 도금된 필름 캐리어 테이프를 도출하는 슬릿상 도출구를 가지는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 기포부착방지수단은 상기 도금조 내를 이동하는 필름 캐리어 테이프의 이동방향에 대해 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 제 1항에 있어서,상기 도금장치는 도금조 내에 형성된 금속 전극을 양극으로 하고, 필름 캐리어 테이프에 형성된 배선 패턴을 음극으로 하는 전기도금장치인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 제 3항에 있어서,상기 슬릿상 도입구 및 슬릿상 도출구는, 필름 캐리어 테이프가 도금조에 충전된 도금액의 액면에 대해 수직이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 제 3항에 있어서,상기 도금조의 슬릿상 도출구 근방에, 이 슬릿상 도출구로부터 도출된 필름 캐리어 테이프를 세정하는 세정노즐이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 도금장치.
- 필름 캐리어 테이프의 배선 패턴에 도금을 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법에 있어서,도금조에 충전된 도금액에 필름 캐리어 테이프의 일부를 침지하고, 이 침지된 부분에 형성된 배선 패턴을, 도금액에서 발생하는 기포를 도금액면에 배치된 기포부착방지수단에 흡착시키면서 선택적으로 도금하는 단계를 포함하되,상기 기포부착방지수단은 일부가 도금액에 침지되고 일부가 도금액으로부터 노출되도록 설치 위치의 조정이 가능하게 된 플라스틱부재인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 도금하는 단계는, 필름 캐리어 테이프를 도금조에 연속적으로 도입하고, 상기 도금조에 충전된 도금액에 상기 필름 캐리어 테이프의 일부를 침지해서, 이 침지된 부분에 형성된 배선 패턴을, 도금액에서 발생하는 기포를 도금액면에 배치한 기포부착방지수단에 흡착시키면서 선택적으로 도금하고, 이 도금된 필름 캐리어를 연속적으로 도출하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 도금하는 단계는, 상기 기포부착방지수단의 일부를 도금액에 침지하고, 일부를 도금액으로부터 노출하도록 배치해서, 이 도금액에서 발생한 기포를 기포부착방지수단에 흡착시키면서 도금액에 침지된 부분의 필름 캐리어 테이프에 형성된 배선 패턴을 선택적으로 도금하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 기포부착방지수단은 도금조에 도입되는 필름 캐리어의 이동방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 필름 캐리어 테이프 폭방향의 일방 가장자리 근방에 형성된 외부접속단자를 도금액에 침지하는 공정을 적어도 1회 가지는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 도금공정은, 도금조 내에 형성된 금속전극을 양극으로 하고, 필름 캐리어 테이프에 형성되고 도금액에 침지된 배선 패턴을 음극으로 하는 전기도금인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 도금조에 충전되는 도금액은 주석-비스무트 합금 도금액인 것을 특징으로 하는 전자부품 실장용 필름 캐리어 테이프의 제조방법.
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